İçeriğe atla

Polimer

Sıvı ortamda, bir yüzeyde atomik kuvvet mikroskobu kullanılarak kaydedilen gerçek doğrusal polimer zincirlerinin görünümü. Bu polimerin zincir çevre uzunluğu ~204 nm', kalınlığı ~0,4 nm'dir.[1]

Polimer ([2][3]), bir veya daha çok monomer türünden türetilen birçok tekrarlayan alt birimden oluşan çok büyük moleküllerden veya makromoleküllerden oluşan bir madde veya malzemedir.[4] Geniş özellik spektrumları nedeniyle,[5] hem sentetik hem de doğal polimerler günlük yaşamda temel ve yaygın roller oynar.[6]

Polimerler, polistiren gibi bilindik sentetik plastiklerden biyolojik yapı ve işlev için temel olan DNA ve proteinler gibi doğal biyopolimerlere kadar uzanır. Hem doğal hem de sentetik polimerler, monomer denilen birçok küçük molekülün polimerizasyonu yoluyla oluşturulur. Küçük molekül bileşiklerine kıyasla sonuç olarak büyük moleküler kütleleri, tokluk, yüksek elastikiyet, viskoelastisite ve kristaller yerine amorf ve yarı kristalin yapılar oluşturma eğilimi gibi benzersiz fiziksel özellikler üretir.

"Polimer" terimi Yunanca πολύς (polus, "çok" anlamına gelir) ve μέρος (meros, "parça" anlamına gelir) kelimesinden türemiştir ve yapısı çok sayıda tekrar eden birimlerden oluşan, yüksek nispi moleküler kütle ve eşlik eden özelliklerden kaynaklanan büyük molekülleri ifade eder.[7] Polimerleri oluşturan birimler, gerçekte veya kavramsal olarak düşük nispi moleküler kütleli moleküllerden türetilir.[7] Bu terim, modern IUPAC tanımından farklı bir tanımla 1833'te Jöns Jacob Berzelius tarafından icat edildi.[8][9] Kovalent bağlı makromoleküler yapılar olarak modern polimer kavramı 1920'de, sonraki on yılı bu hipotez için deneysel kanıtlar bulmakla geçiren Hermann Staudinger[10] tarafından önerildi.[11]

Polimerler, polimer bilimi (polimer kimyası ve polimer fiziği dahil), biyofizik ve malzeme bilimi ve mühendisliği alanlarında incelenir. Tarihsel olarak, tekrar eden birimlerin kovalent kimyasal bağlarla bağlanmasıyla ortaya çıkan ürünler polimer biliminin temel odak noktası olmuştur. Şimdi ortaya çıkan önemli bir alan, kovalent olmayan bağlarla oluşan supramoleküler polimerlere odaklanmaktadır. Lateks kauçuğunun poliizopren'i doğal bir polimere örnektir ve straforun polistireni sentetik polimere örnektir. Biyolojik bağlamlarda, esasen tüm biyolojik makromoleküller (yani proteinler (poliamidler), nükleik asitler (polinükleotidler) ve polisakkaritler) tamamen polimeriktir veya büyük oranda polimerik bileşenlerden oluşur.

Uygulamalar

Günümüzde sentetik polimerler hayatın hemen her alanında kullanılır. Onlarsız modern toplum çok farklı görünürdü.

Polimer kullanımının yaygınlaşması az yoğunluk, az maliyet, iyi ısıl/elektriksel yalıtım özellikleri, korozyona karşı yüksek direnç, az enerji gerektiren polimer üretimi ve nihai ürünlere kolay işleme gibi benzersiz özelliklerine bağlıdır. Belirli bir uygulama için, bir polimerin özellikleri, kompozit malzemelerde olduğu gibi diğer malzemelerle birleştirilerek ayarlanabilir veya geliştirilebilir.

Uygulamaları enerji tasarrufu (daha hafif arabalar ve uçaklar, ısıl yalıtımlı binalar), yiyecek ve içme suyu koruma (ambalajlama), arazi koruma ve gübre kullanımını azaltma (sentetik lifler), diğer malzemeleri koruma (kaplamalar), hayat koruma ve kurtarma (hijyen, tıbbi uygulamalar) sağlar. Temsili bazı uygulamaların listesi aşağıdadır:

Kaynakça

  1. ^ Roiter, Y.; Minko, S. (2005). "AFM Single Molecule Experiments at the Solid-Liquid Interface: In Situ Conformation of Adsorbed Flexible Polyelectrolyte Chains". Journal of the American Chemical Society. 127 (45). ss. 15688-15689. doi:10.1021/ja0558239. PMID 16277495. 
  2. ^ "Polymer – Definition of polymer". The Free Dictionary. 10 Aralık 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Temmuz 2013. 
  3. ^ "Define polymer". Dictionary Reference. 14 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Temmuz 2013. 
  4. ^ "Polymer on Britannica". 25 Aralık 2023. 18 Haziran 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Kasım 2020. 
  5. ^ Painter, Paul C.; Coleman, Michael M. (1997). Fundamentals of polymer science: an introductory text. Lancaster, Pa.: Technomic Pub. Co. s. 1. ISBN 978-1-56676-559-6. 
  6. ^ McCrum, N. G.; Buckley, C. P.; Bucknall, C. B. (1997). Principles of polymer engineering. Oxford; New York: Oxford University Press. s. 1. ISBN 978-0-19-856526-0. 
  7. ^ a b "IUPAC - macromolecule (M03667)". goldbook.iupac.org. 19 Temmuz 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Kasım 2020. 
  8. ^ Årsberättelse om framstegen i fysik och kemi: 1832 (İsveççe). Norstedt. 1832. 19 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Kasım 2020. 
  9. ^ "Jensen, William B. (2008). "Ask the Historian: The origin of the polymer concept"" (PDF). 18 Haziran 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). 
  10. ^ "Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. v.53:1 (1920)." HathiTrust (İngilizce). 16 Nisan 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Kasım 2020. 
  11. ^ Contemporary Polymer Chemistry (3 ed.). Allcock, Harry R.; Lampe, Frederick W.; Mark, James E. Pearson Education. 2003. s. 21. ISBN 978-0-13-065056-6. 26 Ekim 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Plastik</span>

Plastik; karbon (C), hidrojen (H), oksijen (O), azot (N) ve diğer organik ya da inorganik elementlerin oluşturduğu monomer adı verilen; basit yapıdaki moleküllü gruplardaki bağın koparılarak polimer adı verilen uzun ve zincirli bir yapıya dönüştürülmesi ile elde edilen malzemelere verilen isimdir. Plastik kelimesi, "şekillendirilebilen veya kalıplanabilen" anlamına gelen Yunanca πλαστικός (plastikos) ve "kalıplanmış" anlamına gelen πλαστός (plastos) kelimesinden türetilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Polietilen</span>

Polietilen, çok çeşitli ürünlerde kullanılan bir termoplastiktir. İsmini monomer hâldeki etilenden alır, etilen kullanılarak polietilen üretilir. Plastik endüstrisinde genelde ismi kısaca PE'dir.

<span class="mw-page-title-main">Polyester</span>

Poliester, ana zincirlerinin her tekrar biriminde ester işlevsel grup içeren polimerlerin bir kategorisidir.

<span class="mw-page-title-main">Tutkal</span>

Tutkal ağaç, mobilya, tekstil, kâğıt ambalaj, plastik, kırtasiye ve dekorasyon işlerinde kullanılan yapıştırıcı maddedir. Çeşitli gereçlerin birbirine yapıştırılmasında kullanılan maddeye tutkal, yapıştırma işlemine tutkallama denir. Merdane, sprey, rulo ile sıcak ve soğuk uygulanabilir. Yapışma, yapıştırıcı tabaka ile birleştirilecek yüzeylerin malzemeleri arasında güçlü bir adezyon bağın oluşması veya yeni moleküller arası bağların ortaya çıkmasından kaynaklanmaktadır. Yapıştırıcı eklemin mukavemeti, yapıştırıcının yüzeye kohezyonundan, otohezyondan, homojen malzemelerin teması üzerine bağlantıdan da etkilenir.

<span class="mw-page-title-main">Termoplastik</span>

Termoplastik veya ısıyla yumuşayan plastik belirli sıcaklıkta bükülebilir veya kalıplanabilir hale gelen ve soğuduktan sonra katılaşan bir plastik polimer malzemedir.

<span class="mw-page-title-main">Poliüretan</span> karbamat (üretan) bağlantılarıyla birleştirilen organik birimler zincirinden oluşan polimer

Poliüretan, karbamat bağlantıları ile birleştirilen organik üniteler zincirinden oluşan bir polimerdir. Esnek ve esnemeyen köpükler, dayanıklı elastomerler ve yüksek performanslı yapıştırıcılar, sentetik lifler, contalar, prezervatifler, halıların alt kısmı ve sert plastik yapımında kullanılırlar.

<span class="mw-page-title-main">Hermann Staudinger</span> Nobel Kimya Ödülü sahibi Alman kimyager

Hermann Staudinger, plastiklerle ilgili çalışmaları sebebiyle 1953 yılında Nobel Kimya Ödülü'nü almış olan Alman kimyager.

Monomer, diğer monomer molekülleri ile birlikte reaksiyona girerek daha büyük bir polimer zinciri veya üç boyutlu bir ağ oluşturabilen bir moleküldür, bu sürece polimerizasyon adı verilir.

<span class="mw-page-title-main">Dimer</span> monomer adı verilen iki alt üniteden oluşan kimyasal ya da biyolojik yapı

Bir dimer, monomer adı verilen iki alt üniteden oluşan kimyasal ya da biyolojik yapıdır. Bu alt üniteler molekül içi ya da -daha zayıf olan- moleküller arası kuvvetlerle birlikte tutulur.

Makromolekül, küçük yapıtaşlarının yani monomerlerin polimerleşmesiyle oluşmuş çok büyük moleküler yapılardır.Örneğin amino asitlerin polimerleşmesiyle proteinler ; şeker, fosfat asidi ve azot içeren heterosiklik baz (purin/pirimidin) polimerleşmesiyle nükleik asitler oluşur.Makromolekül terimi biyokimyada üç büyük yapı olan nükleik asit, protein, karbonhidrat için kullanılır. Lipitler makromolekül sınıfına girmez, biyomolekül olarak tanımlanır. Makromolekül tanımı sentetik polimerler ve polimer olmayan büyük kütleli moleküller için de kullanılabilir.

Genleştirilmiş Polistiren (EPS), stiren monomerinin polimerizasyonu sonucunda oluşan polistiren polimerinin şişirilmesi yoluyla elde edilen, karakteristik olarak beyaz renkli bir termoplastik malzemedir. Özel üretimler sonucunda karbon/grafit katkılı ve siyah/gri renkli üretimleri de mevcuttur. Bu tip ürünlerde, uzun dalga ışınımının polistiren tanecikleri tarafından yansıtılması amaçlanmıştır. Böylece daha düşük ısıl iletkenlik değerleri sağlanabilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Biyopolimer</span>

Biyopolimerler, biyolojik kaynaklardan elde edilen ve doğada çözünebilen polimerlerdir. Bitkilerden, hayvanlardan veya mikroorganizmalardan elde edilebilir ve polimerik biyomoleküllerdir. Doğal olarak oluşan polimerlerin yanı sıra, insanlar tarafından biyolojik kaynaklardan elde edilen sentetik polimerler de biyopolimerler olarak kabul edilir.

<span class="mw-page-title-main">Ara yüzey polimerizasyonu</span>

Arayüzey polimerizasyonu basamaklı polimerizasyonun bir türüdür. Arayüzey polimerizasyonunda polimerizasyon birbirine karışmayan iki faz arasında gerçekleşir ve sonucunda bu iki faz arasında polimer oluşur. Çeşitli arayüzey polimerizasyonu tipi vardır ve farklı tipler farklı polimer topolojilerine sebep olabilir. İnce filmler, nanokapsüller, ve nanolifler bu topolojilerden birkaçıdır.

Emülsiyon polimerizasyonu genellikle su, monomer ve yüzey aktif madde içeren bir emülsiyon ile başlayan bir tür radikal polimerizasyondur. En yaygın emülsiyon polimerizasyonu tipi, su içinde yağ emülsiyonu olup, bu polimerizasyon tipinde monomer damlacıkları, su fazı içinde olan yüzey aktif cisimleri ile emülsiyon haline getirilir. Bazı polivinil alkoller veya hidroksietil selüloz gibi suda çözünen polimerler, emülsiyonlaştırıcı/stabilizatör olarak kullanılabilir. "Emülsiyon polimerizasyonu" adı, tarihsel bir yanlış anlamadan kaynaklanan, hatalı bir adlandırmadır. Polimerizasyon aslında emülsiyon damlacıklarında meydana gelmez, işlemin ilk birkaç dakikasında kendiliğinden oluşan lateks/kolloid parçacıklarında gerçekleşir. Bu lateks partikülleri tipik olarak 100 nm büyüklüğünde olup birçok polimer zincirinden oluşurlar. Her partikül yüzey aktif madde ('sabun') ile çevrili olduğu için partiküllerin birbiriyle pıhtılaşması önlenir; yüzey aktif maddenin üzerindeki elektrik yükü diğer partikülleri elektrostatik olarak iter. Sabun yerine suda çözünür polimerler stabilizatör olarak kullanıldığında, parçacıklar arasındaki itme, suda çözünür polimerlerin parçacığın üzerinde diğer parçacıkları iten bir 'tüylü tabaka' oluşturması ile olur. Bunun nedeni parçacıkları bir araya getirmenin tüylü tabakadaki polimer zincirlerinin sıkıştırılmasını gerektirmesidir.

<span class="mw-page-title-main">Yapısal biyoloji</span>

Yapısal biyoloji, biyolojinin özellikle amino asitlerden yapılmış olan proteinler, nükleotitlerden yapılmış RNA ve DNA gibi nükleik asitler ve lipitlerden oluşmuş membranlar olmak üzere biyolojik makromoleküllerin yapılarını ve uzamsal dizilişlerini inceleyen bir dalıdır. Yapısal biyoloji asıl olarak biyofizik yöntemleri ile makromoleküllerin atom düzeyinde üç boyutlu yapılarının belirlenmesi, yapısal değişikliklerinin temel prensipleri, moleküler hareketlerin analizi ve bu yapıların dinamiği ile ilgilenir. Makromoleküller hücrelerin hemen hemen tüm işlevlerini yerine getirir ve bunu da yapabilmek için belirli üç boyutlu şekillere girerler. Moleküllerin "üçüncül yapı"sı olarak adlandırılan bu yapılar her molekülün temel bileşimi ya da "birincil yapı"ları ile karmaşık bir şekilde bağlantılıdır.

<span class="mw-page-title-main">Basamaklı polimerizasyon</span>

Basamaklı polimerizasyon, iki veya daha çok fonksiyonel gruplu monomerlerin ilk önce dimerleri, daha sonra trimerleri, daha sonra uzun oligomerleri ve sonunda uzun zincirli polimerleri oluşturmak üzere reaksiyona girdiği bir polimerizasyon mekanizmasıdır. Birçok doğal ve sentetik polimer basamaklı polimerizasyon sonucunda oluşur. Örneğin: poliesterler, poliamidler, poliüretanlar ve benzeri polimerler basamaklı polimerizasyon ile sentezlenirler. Polimerizasyon mekanizmasının doğası gereği, yüksek moleküler ağırlık elde etmek için yüksek kapsamlı ("extent") reaksiyon gereklidir. Kademeli bir polimerizasyon mekanizması, insan zinciri oluşturmak birbirlerinin ellerini tutan insanların oluşturduğu bir "insan zincirine" benzetilebilir - her insanın iki eli - reaktif yerleri - vardır. İnsanların aksine bir monomer üzerinde ikiden fazla kola -reaktif bölgeye- sahip olma olasılığı vardır: Bu durumda dallı polimerlerin üretimi gerçekleşir.

Poliol çoklu hidroksil gruplarını içeren bir organik bileşiktir. "Poliol" teriminin gıda bilimi ile polimer kimyasında kullanımlarında farklı anlamları olabilir. İki hidroksil grubundan daha fazlasına sahip olan molekül polioldur, üç tanelisi; triol ve dörtlüsü; tetroldür. Geleneksel olarak polioller diğer fonksiyonel grupları içeren bileşikleri ifade etmezler.

Polimer kimyası, polimerlerin ve makromoleküllerin kimyasal sentezine, yapısına ve kimyasal ve fiziksel özelliklerine odaklanan bir kimya alt disiplinidir. Polimer kimyasında kullanılan ilkeler ve yöntemler, organik kimya, analitik kimya ve fiziksel kimya gibi çok çeşitli diğer kimya alt disiplinleri aracılığıyla da uygulanabilir. Pek çok malzeme tamamen inorganik metaller ve seramiklerden DNA ve diğer biyolojik moleküllere kadar polimerik yapılara sahiptir, ancak polimer kimyası tipik olarak sentetik, organik bileşimler bağlamında anılır. Sentetik polimerler, genellikle plastik ve kauçuk olarak adlandırılan, günlük kullanımdaki ticari malzemeler ve ürünlerde her yerde bulunur ve kompozit malzemelerin ana bileşenleridir. Polimer kimyası, her ikisi de polimer fiziği ve polimer mühendisliğini kapsayacak şekilde tanımlanabilen daha geniş polimer bilimi veya hatta nanoteknoloji alanlarına da dahil edilebilir.

Genellikle polimer malzemeleri tasarlayan, analiz eden ve değiştiren bir mühendislik alanıdır. Polimer mühendisliği, petrokimya endüstrisi, polimerizasyon, polimerlerin yapısı ve karakterizasyonu, polimerlerin özellikleri, polimerlerin birleştirilmesi ve işlenmesi ve ana polimerlerin tanımı, yapı özellik ilişkileri ve uygulamalarının yönlerini kapsar.

<span class="mw-page-title-main">Polielektrolit</span>

Polielektrolitler, tekrar eden birimleri bir elektrolit grubu taşıyan polimerlerdir. Polikatyonlar ve polianyonlar birer polielektrolittir. Bu kimyasal gruplar sulu çözeltilerde ayrışır ve polimerleri yüklü hâle getirir. Polielektrolitlerin özellikleri bu nedenle hem elektrolitlere (tuzlara) hem de polimerlere benzerdir ve kimi zaman polituzlar olarak adlandırılır. Tıpkı tuzlarda olduğu gibi, polielektrolit çözeltileri de elektriği iletir. Polimerlerin çözeltilerinde olduğu gibi polielektrolitlerin çözeltileri de genellikle viskozdur. Yumuşak madde sistemlerinde yaygın olarak bulunan yüklü zincir moleküller, çeşitli moleküler yapıların biçimini, stabilitesini ve etkileşimlerini belirlemede temel bir rol oynar. İstatistiksel özelliklerini tanımlamaya yönelik teorik yaklaşımlar, polielektrolitlerin elektriksel olarak nötr emsallerinden büyük ölçüde farklılık gösterirken, teknoloji ve endüstri, polielektrolitlerin kendine has özelliklerinden yararlanır. Birçok biyolojik molekül bir polielektrolittir. Örneğin polipeptitler, glikozaminoglikanlar ve DNA birer polielektrolittir. Hem doğal hem de sentetik polielektrolitler çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.